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Chemistry

레이저 기반 초고속 분자 회전의 직접 이미징

doi: 10.3791/54917 Published: February 4, 2017

Abstract

우리는 레이저 유도 분자 초고속 회전 파동 패킷 역학을 가시화하는 방법을 제시한다. 우리는 지금까지-비실용적 카메라 앵글을 실현하는 새로운 2 차원 쿨롱 폭발 촬상 설정을 개발 하였다. 우리의 영상 기법에서, 이원자 분자는 원 편광 강한 레이저 펄스로 조사된다. 토출 원자 이온 레이저 전파 수직 가속된다. 레이저 편광면 거짓말 이온이 기계적 슬릿을 사용하여 선택하고, 높은 처리량과 묘화되는 2 차원 검출기는 편광면에 평행하게 설치된. 원형 편광 (등방성) 쿨롱 폭발 펄스가 사용되기 때문에, 토출 된 이온의 관찰 각도 분포를 직접 펄스 조사시의 제곱 회전 파동 함수에 상당한다. 분자량 회전 실시간 동영상을 생성하기 위해, 본 영상 법은 펨토초 펌프 프로브 O와 결합ptical 설정이있는 펌프 펄스는 단방향 분자 앙상블을 회전 만듭니다. 인하여 우리의 검출 시스템의 높은 화상 처리량 펌프 프로브 실험 조건은 쉽게 실시간 스냅 샷을 모니터링함으로써 최적화 될 수있다. 그 결과, 관찰 영화의 품질은 움직임의 구체적인 파장 특성을 시각화 충분히 높다. 또한, 본 기술은 광범위한 수정 없이도 분자 시스템의 새로운 카메라 앵글이나 관점을 제공하는 기존의 표준 이온 촬상 설정으로 구현 될 수 있다는 점에 유의하라.

Introduction

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깊은 이해와 분자의 동적 특성의 더 나은 사용을 위해, 분명 관심의 분자 운동을 시각화하는 것이 필수적이다. 시분 쿨롱 폭발 촬상이 대물 1, 2, 3을 달성하기 위해 강력한 방법 중 하나이다. 이 방식에서, 관심있는 분자 역학 펌프 초단파 레이저 필드가 시작한 후 시간 지연된 펄스 프로브로 프로빙한다. 프로브의 조사에 의해 분자가 이온화 승산되며 쿨롱 반발력으로 인해 단편 이온으로 분해. 배출 된 이온의 공간 분포는 프로브 조사의 분자 구조 및 공간 방향의 척도이다. 펌프 프로브 지연 시간을 측정하는 스캐닝 시퀀스는 영화 분자의 생성을 이끈다. 그것은 주목할만한, 즉 가장 간단한 경우에 - 이원자 분자 - 배출 된 이온의 각도 분포직접 분 자축 분포 (즉, 제곱 회전 파동 함수)를 반영한다.

펌프 공정에 대해서는, 초단 레이저 필드를 사용하여 분자 운동의 간섭 제어의 최근 진보는 고도로 제어 된 회전 웨이브 패킷 (4)의 작성, (5)에 인도하고있다. 또한, 회전 방향으로 적극적으로 분극 제어 된 레이저 필드 6, 7, 8을 이용하여 제어 될 수있다. 이는 따라서 쿨롱 폭발 영상 법은 이러한 펌프 공정 9, 10, 11, 12, 13과 결합 될 때 파 본성 포함한 분자 회전의 상세한 그림이 가시화 될 수있는 것으로 기대되고있다. 그러나 일부시간은 아래에 언급 된 바와 같이, 기존의 촬상 방법과 관련된 실험 문제가 발생. 본 연구의 목적은 이러한 어려움을 극복 분자 회전 웨이브 패킷의 고품질 영화를 만드는 새로운 방법을 제공하는 것이다. 물리적 인 의미와 함께, 본 발명의 방법으로 촬영 분자 1 회전 실험 영화는 이전 용지 (11)에 제시 하였다. 개발의 배경 본 영상 법의 구체적인 이론 측면에서, 그리고 다른 기존의 기술과의 비교는 다가오는 논문에서 설명한다. 여기서는 주로 일반적인 펌프 프로브 광 설치 조합하고 새로운 촬상 장치를 구비 한 프로 시저의 실용적이고 기술적 인 측면에 초점을 맞출 것이다. 이전 논문에서와 같이, 타겟 시스템은 단방향 질소 분자 (11)를 회전한다.

의 주요 어려움 실험개략적으로도 1에 도시 된 촬상 설정 기존 검출기의 위치, 또는 카메라 앵글과 관련이있다. 회전축 레이저 필드 유도 분자의 회전에 관계되는 레이저 전파 축 (6), (7, 8)와 일치하기 때문에, 회전축을 따라 검출기를 설치 실용적이지 않다. 레이저 조사를 피하기 위해, 검출기가 설치 될 때, 상기 카메라 각도 회전 측 관찰에 대응한다. 이 경우에는, 투사 (2D) 이미지 이온 분자 (14)로부터의 원래 방향을 복원하는 것은 불가능하다. 의 3D 이미지 검출기 (14), 15, 16, 17, 18, 19, 상단 검출기 이온 IMPAC되는 도달 시간t의 위치를 측정 할 수 쿨롱 폭발 영상 (10), (12)를 사용하여 직접 분자 회전을 관찰하는 독특한 방법을 제공했다. 그러나, 레이저 샷 당 허용되는 이온 개수는 고화질 (14)의 분자 운동이 긴 동영상을 생성하기 어렵다는 것을 의미 차원 검출기의 하한 (전형적으로 <10 이온)이다. 검출기 (전형적 NS)의 데드 타임은 이미지 해상도 이미징 효율에 영향을 미친다. 또한 <~ 1 kHz의 레이저 반복률로 실시간 이온 이미지를 모니터함으로써 양호한 펌프 프로브 빔 중첩을 간단한 작업이 아니다. 여러 그룹들이 3 차원 기술을 사용하여 회전 웨이브 패킷을 관찰 하였지만, 상기 공간 정보에 한정 및 / 또는 직접 복잡한 노드 구조를 포함하는 파장 특성의 상세한 시각화, 12 (10)를 달성 아니었다.

의 본질새로운 이미징 기술은도 1에서 "새로운 카메라 앵글"의 사용이다. 2 차원 검출기는 회전축 방향으로부터 관찰 선도, 회전 평면에 평행하면서이 구성에서, 검출기에 레이저 빔 노출을 회피한다. 슬릿은 이미지에 기여할 회전 평면에서만 이온 (레이저 펄스의 편광면)을 허용한다. 차원 검출기보다 카운트 속도 (일반적으로 100 ~ 이온)를 제공하는 2 차원 검출기가 사용될 수있다. 측정 효율이 높은 반면, 전자의 설정은, 3D 검출의 경우에 비해 간단하다. 시간이 많이 소요되는 등 아벨 반전 (14) 수학 재건은, 또한 각도 정보를 추출하는 데 필요하지 않습니다. 이러한 기능은 측정 시스템의 쉽게 최적화 고품질 영화의 생산 리드. 표준 2D / 3D 하전 입자 촬상 장치를 용이하게 본 witho 설치하도록 변형 될 수있다고가의 장비를 사용하는 유타.

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Protocol

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참고 :이 프로토콜을 통해, 우리는 우리가 실제로 본 발명의 방법을 개발하기 위해 무슨 짓을했는지 명확히. 챔버 광학 설치 디자인 및 크기와 부품의 종류를 포함하여 정확한 파라미터는, 항상 리더의 장치에 본 시스템을 적용하는 것이 중요하지 않다. 절차의 본질은 각 단계에서 메모로 제공됩니다.

2 차원 슬라이스 화상 형성 장치 (1)의 건설

참고 : 이러한 진공 펌프 및 검출기로이 단계를 통하여 모든 상업적으로 이용 가능한 부품 및 장비는 제조업체의 지시 나 사용자 매뉴얼에 따라 설치됩니다.

  1. 일반적인 2D / 3D 이온 촬상 장치 (14) 설계의 구성에서와 같이, 및 펄스 밸브 분자 빔 분리기, 이온 광학계 (a 50mm와 100mm 고리의 스택을 수용하기에 충분한 공간이있는 차동 펌핑되는 진공 챔버를 구축 구멍), 축외 이온 촬상 부 (APulsed 펠러 전극과 형광면 뒷받침 마이크로 플레이트)의 스택 및 이온의 비행 튜브 (> 200 밀리 드리프트 영역).
  2. 파티션에 볼트 구멍이 챔버에 동심있는 네 개의 나사 포스트 (15cm, Φ12 mm)를 사용하여 챔버 파티션에 펄스 밸브를 연결합니다. 직접 KEEP 플레이트를 사용하여 노즐의 전방에 챔버 분할에 분자 빔 분리기를 설치한다.
    주 : 이온 촬상 장치의 구성에서는,이 분자선 축과 레이저 빔 축을 이온 광학계의 축에 교차하는 것이 중요하다. 이를 위해서, 소스 챔버 축으로 분자선 축을 정의하는 것이 편리하다. 단계 1.2이 목적이다. 또한, 스키머 구멍 분자 빔의 중심이 분리기를 통해 펌핑 차동 단을 입력 할 수 있도록 밸브의 노즐과 일치해야한다. 이 펄스 밸브의 무게를 고려하는 것도 중요하다; 따라서, 충분히 두꺼운나 사형 포스트는 격벽에 펄스 밸브를 연결하기 위해 사용되어야한다. 가스와 간섭 분리기 (20)의 반사 효과를 방지하기 위해 노즐과 격벽 사이 15cm 거리를 유지한다.
  3. 전형적인 이온 촬상 설정 (21)에서와 같이, 차동 펌핑 챔버의 최종 단계에 이온 광학계를 설치한다.
    주 : 나사 장착 포스트가 챔버 파티션에 나사 결합되어 다음과 같이 단계가 수행된다. 게시물에, 이온 광학의 스택은 너트로 제자리에 고정되어있다. 포스트위한 볼트 구멍이 동심 챔버 때문에, 이온 광학계의 축을 분자 빔의 그것과 일치한다.
  4. 이 레이저 펄스는 분자 빔을 교차 할 수 있도록 구멍과 창에 진공 플랜지 사이 P16의 O 링을 배치하여 상기 광 글라스 (두께 1mm, 25mm 직경, 용융 실리카)를 설치한다.
    참고 :이 창을 통해 레이저 펄스는 middl에 액세스 할 수 있습니다이온 전극을 제 1 및 제 2의 예는, 이온 광학계의 축을 교차한다.
  5. 축외 이온 촬상 부 (도 2)를 구성.
    참고 :이 단계를 통해, 기기의 3 차원 배열을 확인하기 위해 그림 2를 참조하십시오. 다른 부분은 스테인레스 볼트에 장착하는 동안의 모든 전극 부 (이온 검출기 펠러는) PEEK 볼트와 100mm베이스 플레이트에 장착된다. 본질은 검출면이 레이저 전파 축 이온 ​​광학 축에 평행 및 수직이되도록 이온 드리프트 영역의 2 차원 화상 검출기를 장착하는 것이다. 물론, 모든 부품들은 전기적으로 절연되어야 고전압에서 사용된다. 우리는 이온 광학계 (비행) 축과 검출기의 표면 사이의 거리 (본 발명의 경우 5 mm)에 몇 mm 인 것을 추천한다. 긴 거리, 그것은 검출기 이온 밀어 더 많은 시간이 소요되며, 짧은 거리는 MCP의 사이에 방전을 초래할 수도urface 및 펄스 펠러.
    1. 광학 현미경 (~ 30 배) 및 / 또는 광학 비교기와 슬릿 블레이드 (100mm 길이)의 가장자리를 관찰하고 더 찌그러짐이나 상처 슬릿 블레이드의 가장자리에있는보다 큰 30 μm의이 없는지 확인합니다.
      주 : 슬릿 블레이드는 병렬로 장착, 더 찌그러짐이나 상처가 허용 될 수 없습니다. 평행으로부터의 편차는 이온 검출의 불균일성을 이끈다. 블레이드의 결함이 관찰 된 이미지를 (토론 섹션을 참조)이 저하됩니다.
    2. 작은 장착 발톱을 사용 빨래 집게처럼 스프링으로 연결되어 122.4 mm의 알루미늄 판의 한 쌍으로 구성되어, 슬릿 블레이드 홀더에 슬릿 블레이드를 부착. 또한으로 테이퍼 알루미늄 막대를 삽입 "옷 핀."
      주 : 슬릿 블레이드는 빨래 집게의 손잡이 측 (노력의 점)에 장착된다. 날카롭게 연필 형상의 테이퍼 알루미늄로드는 CLO의 끼 측 (동작 점)에 삽입 될 때thespin는 슬릿 폭이 테이퍼로드의 삽입 깊이가 증가함에 따라 커지게된다 (도 2B 참조). 슬릿의 구성을위한 단계 1.5.2-1.5.4, 폭있는 촬상 측정시 조정될 수있다. 폭 조정이 필요하지 않은 경우, 단지 금속 클로 적합한 실장 부품을 사용하여 상기 검출기에서의 이온빔의 상류 ~ 10cm를 슬릿 블레이드를 설치하고 1.5.5 단계로 간다.
    3. 직선 운동 진공 피드 스루 (마이크로 미터 / 벨로우즈 기초 ICF70 사이즈)에 테이퍼 알루미늄 봉을 장착하고 피드 스루의 진공 측면에 슬릿 홀더 마운트베이스.
    4. 검출기 축에 이온 비행 축에 모두 수직 인 ICF70 진공 포트에 위의 구성 슬릿 장치를 설치합니다.
      주 : 위치는 ~ 검출기의 중심에서 이온 빔의 상류 10cm.
    5. 마이크로 미터를 사용하여 1 ± 0.1 mm로 슬릿 폭을 설정합니다.
      참고 : 예를 들어,에 대한 1mm 슬릿 사용 50-mm 뉴턴 구 (이온 구름) 표준 슬라이스 기법 (22)보다 해상도가 높은 2 %의 슬라이스에 해당합니다. 슬릿 폭은 슬라이스 분해능을 결정한다; 그러나, 작은 폭은 약한 신호로 이어집니다.
    6. 그림 2에서와 같이, 직사각형 (115mm X 160mm X 3mm) 스테인레스 판의 펄스 펠러 전극을 설치합니다.
      주 : 펄스 펠러는 그들 사이의 펄스 전계의 균일 성을 보장하기 위해 상기 검출기에 평행해야한다.
    7. 형광면 뒷받침 마이크로 플레이트의 스택으로 이루어지는 위치 성 이온 검출기를 설치는 펄스 펠러 평행하도록; 표준 설치 절차 (14), (23)을 따릅니다.
    8. 형광면의 후방에 구리 개스킷 플랜지 장착 진공 뷰포트를 설치한다.
  6. 고전압 전원 장치에 이온 광학계와 DETE의 배선 부ctor에 (펄스 펠러, 마이크로 채널 플레이트, 및 형광면) 고전압 펄스를 공급하기위한 공급로를 통해 전류 (~ 50는 NS / 하강 시간이 증가).
    주 : 케어는 케이블 뷰포트 통해 형광체 스크린의 관찰을 방해하지 않도록주의해야한다.
  7. 스테인레스 튜브와 피복 구리 배선의 쌍 밸브 제어기 (3 MPa의 총 압력 그는 3 % N 2 가스) 가스 입구에 펄스 밸브를 연결한다.
    참고 : 모두 연결이 진공 피드 스루를 통해 전달합니다.
  8. 펄스 밸브 동작에 있더라도, 진공 펌프에 전원을 켜고 상기 영상 검출기 챔버 미만 10-4Pa로의 압력을 설정한다.
    주 : 높은 압력이 고압 전극 및 감지기의 손상을 초래할 수 있습니다. 압력이 높을수록, 더 큰 펌프 또는 밸브의 반복 속도의 감소가 요구된다. 본 챔버와 펄스 밸브, rotati와 질소 분자 빔을 사용하여6 K 이하 ONAL 온도 11 생성 될 수있다. 회전이 온도에서 분자의 99 % (J는 회전 양자 번호 임) J ≤ 2 상태에있다.

펌프 - 프로브 광 설치 2. 건설

참고 :이 단계의 경우, 어디서 어떻게 다음 단계를 수행 이해도 3을 참조하십시오. 펌프 프로브 실험 11 사파이어 레이저 증폭기 :이 단계의 목적은 상업적 TI의 세 선상 FS 펄스를 생성하는 것이다. 첫 번째 펄스 분자 정렬 하였다 (직선 편광, 820 nm의 중심 파장, 피크 세기 <30 TW는 / cm 2), 두 번째는 선형 편광 +45 제외한 방향 제어 (첫번째의 지연된 복제본이었다 °)의 첫 번째 펄스의 편광 축으로부터 기울어, 세번째는 쿨롱 폭발 이미징 프로브 (원 편광, 407 nm의 1이었다 00 FS 600 TW / ㎠). 이 단계를 통해, 이러한 편광 검사 및 광학 단계로 모든 상업적으로 이용 가능한 부품 및 장비는 제조업체의 지시 나 사용자 매뉴얼에 따라 설치 및 사용됩니다.

참고 :이 단계를 통해, 모든 광학 부품은 표준 광학 실험 절차 및 광학 제조업체의 설명서에 따라 설치 및 사용됩니다. 사용 된 모든 회전 및 이색 거울은 광로의 많은 반사시 레이저 전력 손실을 방지하기 위하여 유전체 다층막 미러이다. 사용되는 광학 및 결정의 일부는이 문서의 재료 목록에 표시됩니다.

  1. 에 시스템 이상 1.5 엠제이 / 펄스하는 ~ 35 FS 기간의 레이저 출력하는 820 nm의 중심 파장, 및 500 Hz의 반복률을 획득 : 펨토초 레이저 (사파이어 증폭기 티)를 돌려.
  2. 프로브 (촬상) 펄스의 광로를 준비EF "> 10, 11, 12.
    1. 의 두 번째 고조파 (> 0.2 엠제이)을 얻기 위해 820 나노 광학 경로에 비선형 결정 (AN 820 나노 미터 빛의 두 번째 고조파 생성을위한 BBO, 유형 I, 0.2 mm 두께, 29.2 °를) 설치 기본 820 나노 레이저 출력. 이 이색 거울에 의해 반사 기본 820 nm의 빛에서 분리 한 후 프로브 펄스로 생성 된 두 번째 고조파 (407 nm의 빛)를 사용합니다.
    2. 그림 3에서 파란색 선으로 나타낸 바와 같이, 광 경로를 구축합니다. 빔 스티어링 미러 마운트를 사용 단계 1.4에 설치된 두 창의 중심을 통과하기 위해 빔을 맞 춥니 다.
      참고 : 주요 구성 요소는 감쇠기 (반 파장 판과 편광판의 조합)로 구성되어, 지연 스캔 전동 선형 단계, 및 편광 튜닝 파장 판.
  3. 펌프 (회전 예에 대한 광로를 준비인용) 24, 25, 26 펄스.
    1. 도 3의 적색 선으로 나타낸 바와 같이, 광 경로를 구성하고, 시간 및 편파 튜닝 FS 펄스의 쌍을 얻었다.
      참고 : 다이크로 익 미러에서 배출 단계 2.2.1에서 두 번째 고조파 발생 후 잔여 820 나노 펄스 (1 ~ 엠제이),이 펌프 펄스를 생성하는 데 사용됩니다. 각각의 펌프 펄스의 전형적인 펄스 에너지 0.25 mJ을한다. 주요 구성 요소는 감쇠기 (반 파장 판 및 편광자의 조합), 50:50 빔 스플리터, 시간 지연 조정을위한 수동 선형 스테이지 편파 튜닝 파장 판, 상기 스폿 크기 망원경 이루어져 최적화.
    2. 광로 내의 미러 마운트의 기울기를 조정함으로써, 평행 및 센터는 단계 1.4에 설치된 두 윈도우의 중심을 통과하도록 펌프 빔의 쌍을 일치.
      참고 : 확인하려면이,정렬 툴 부착 그래프 종이와 알루미늄 블록이 사용된다. 공구는 광학 테이블의 나사 구멍을 이용하여 높은 재현성으로 동일한 위치에 배치 될 수있다. 라인의 두 나사 구멍은 병렬 경로의 기준으로 선택된다. 정렬 공구 선정 구멍들 중 하나에 배치되기 때문에 그들은 정렬 툴의 동일한 지점에 충돌되도록 빔 정렬된다. 빔이 모두 정렬 툴의 위치에 대한 공구의 동일 지점에 도달 할 때까지 공구의 위치 및 빔의 정렬을 반복한다. 광학 테이블에 나사 구멍 정밀도에 부합되기 때문에, 이러한 절차는 평행 광선의 생성으로 이어질.
  4. 펄스의 편광 상태를 조정합니다.
    1. 레이저 펄스가 검사의 검출기에 충돌하도록 펄스 챔버를 입력하기 직전에 편광 검사기를 설치합니다.
    2. 각 OPTI 탑재 회전 광학계를 사용하여 파장 판의 각도를 조정칼 경로입니다. 원 편광 프로브 펄스의 수직 편광 된 제 1 펌프 펄스와 직선 편광 2 펌프 펄스를 획득하고; 제 펌프, 제 1 펌프로부터의 편광면을 45 ° 기울.
      주 : 편광 검사기를 사용하여, 각 펄스의 편광 상태가 극각 의존성 전송 강도로서 가시화 될 수있다. 원형 편광을 얻기 위해, 예를 들어, 등방성의 화상을 달성하기 위해 파장 판의 각도를 조정한다.
    3. 광학 경로에서 편광 검사기를 제거합니다.
      참고 : 첫 번째 펌프는 방향 - 정의되지 않은 회전 4, 9, 10 시작합니다. 순시 분자 배향시, 제 2 펌프는 비대칭 토크를 생성하고 상기 일방향 회전 (12, 13)를 시작 빛나고된다. 원형 편광 프로브 펄스 번째 이온화 때문에편광면의 각도 환경없이 전자 분자는 그 각도 분포 측정에 적합하다.
  5. 각 펄스의 시간적 중복을 찾을 수 있습니다.
    1. (820 나노 미터 빛의 세 번째 고조파 생성을위한 BBO, 0.2 mm 두께, 유형 2) 비선형 결정, 챔버 윈도우의 합과 동일한 두께 (3mm)가 광 설치 창 (1 mm) 상기 초점 평면 - 볼록 렌즈 (2mm) 및 분산 프리즘 펄스 챔버를 입력하기 직전.
      주 : 펌프 프로브 실험시 영 (펌프와 프로브 펄스의 시간적 중복)를 결정하기 위해 표준 절차는 펌프와 프로브 펄스이 동시에 매체를 조작 할 때에 만 관찰되는 비선형 응답을 검출하는 것이다 . 여기서, 비선형 결정에서의 407 nm의 프로브 펄스의 시간적 중복 및 820 nm의 펌프 펄스는 267 nm의 생성을 이끈다. 우리는 버지니아에서 빔의 시간적 중복을 추정해야cuum 챔버 펄스는 챔버 (포커싱 렌즈와 챔버 창)에 들어가기 전에 2.5.1 단계가 수행된다. 따라서, 챔버 윈도우와 집속 렌즈에 의해 도입 된 시간 지연을 보상하기 위해, 3 mm 광학 창이 설치된다. 두 개의 펌프 및 하나의 프로브는 다음 윈도우 결정을 통과하고이어서 프리즘에 의해 분산된다. 흰색 - 파란색 형광으로 267 나노 세 번째 고조파의 발생을 감지하는 프리즘 후 흰 종이를 놓습니다. 모든 언급 한 부분은 광학 홀더에 장착되어 있습니다.
    2. 빔 댐퍼와 그림 3 펌프 (2)의 선을 차단합니다.
    3. 스테이지 컨트롤러의 이동 버튼을 누르면, 전동 무대를 스캔하여 267 nm의 발생을 찾을 수 있습니다.
      주 : 펌프와 프로브 펄스의 광로 길이의 레이저 펄스의 지속 기간 내에서 동일한 경우, 세 번째 고조파 신호가 나타난다. 이 스테이지 위치는, 시간이 0으로 간주되는 동안의 펌프와 양프로브 분자를 동시에 타격.
    4. 블록 펌프 1 차단 해제 펌프 (2) (빔 댐퍼를 제거).
    5. 펌프 (2) 라인에 설치된 계 μm의 수동 단계를 스캔하여 267 nm의 발광이 발생하는 위치를 찾는.
    6. 크리스탈, 창, 광학 행에서 프리즘을 제거합니다.
      주 :이 단계에서, 세 개의 펄스 레이저 일시적 기간 내의 분자 빔에 중첩된다. 설정의 시간 해상도는 모니터링 프로브 경로에 전동식 스테이지를 스캐닝하면서 267 nm의 에너지를 플롯하여 상호 상관으로 측정 할 수있다. 본 셋업에서, 상관 함수의 반치폭이 120 ~ FS이다. 펄스 폭은 제 고조파의 최대 출력을 얻기 위해 최적화된다. 두 번째 고조파 발생량 후 펄스 챠프 선도, 유리 렌즈, 파장 판, 다이크로 익 미러, 편광자, 챔버 창을 통과한다. 그룹 지연 디스 때문에400 nm의 영역에서 재료의 시온 800 nm의 영역에서, 우리는 조사 경로에 송신 광학계를 최소화보다 훨씬 크다. 처프 미러 시스템을 포함하는 시간 해상도, 분산 관리를 개선하기 위해 유용 할 것이다.

측정 시스템 3. 설정

참고 :이 단계를 통해, 이러한 전원 공급 장치 및 지연 발전기 등 모든 상업적으로 이용 가능한 부품 및 장비, 제조업체의 지침 또는 사용자 매뉴얼에 따라 설치 및 사용됩니다.

  1. 펄스 동기화
    1. 빠른 주파수 분배기 500 Hz에서에 펨토초 발진기의 80.8 MHz의 출력을 나누고, 디지털 딜레이 생성기 (1)와 FS 앰프를 실행하려면이 나누어 출력을 사용합니다.
    2. 펄스 밸브 트리거로 지연 발생기 (1)의 지연 출력 중 하나를 사용합니다.
      주 : 허용되는 VACU을 유지하는 밸브의 반복 속도를 제한음 조건 (예를 들어 미만 10-3 아빠). 이 경우, 250 Hz에서의 값을 설정한다.
    3. 빔은 챔버를 종료하고 디지털 딜레이 생성기 (2)의 계기로이 다이오드의 출력을 사용 직후 400 nm의 투과 필터를 구비 한 고속 광 다이오드를 설치한다.
      주 : 프로브 펄스 이온 촬상 전자에 대한 시간 원점으로 사용된다.
    4. 동축 케이블 디지털 지연 발생기 (2)에 세 개의 고전압 스위치를 연결합니다.
  2. 모든 고전압 전원 공급 장치의 전원을 켜고에 전환합니다.
  3. 목표 값으로 전압을 증가시킨다.
    주 : 목표 전압은 상기 장치의 크기와 관심의 시스템에 의존한다. 본 경우 일반적인 값은 그림 1의 캡션에 표시됩니다. 왜곡되지 않은 이미지를 구하려면, 바이어스 전압을 미세 조정하는 (13)를 요구한다 (단계 4.1.7 참조). 전압 값의 급격한 증가가 방전 될 수도또는 전자 시스템에 손상. 우리는 일일 작업 미만 100 V / s의 증가 및 진공에서 처음으로 사용하기 위해 100 V / 300의 증가를 권장합니다.
  4. 설치 및 촬상 카메라의 위치
    1. 단계 1.5.5에서 설정 한 진공 뷰포트의 앞에 광 게시물에 F = 25mm 카메라 렌즈가 장착 된 디지털 카메라를 설치합니다. 카메라 축이 검출기 표면에 수직 있는지 확인하십시오. 뷰포트가 바닥 수준에 수직이기 때문에,지면에 대하여 수평 카메라베이스를 정렬하는 수위 가이드를 사용한다.
      참고 : 위치의 미세 조정은 이후 단계에서 수행됩니다.
    2. 바람이 뒤에서 카메라를 명중 있도록 카메라에 냉각 팬을 설치합니다.
    3. 이러한 주변 실내 조명 등의 불필요한 광이 카메라로 들어 가지 않도록 커튼으로 카메라 렌즈 진공 뷰포트 사이의 영역을 커버한다.
    4. 카메라를 컴퓨터에 연결의 USB 3.0 포트를 통해.
    5. 카메라 제어 소프트웨어를 시작하고, 소프트웨어의 게인 제어부의 최대 값을 입력하여 카메라 이득을 최대화.
    6. 일반적으로 1,200 X 750 픽셀에 이미지 크기를 설정합니다.
      참고 : 큰 이미지 크기가 더 높은 해상도에 이르게되지만, USB 3.0 포트의 데이터 레이트가 허용 가능한 프레임 레이트를 제한한다. 본 설정에서는 250 개 이상의 FPS마다 가스 펄스로드 (250 Hz에서)에 대한 화상을 얻을 수있는 충분히 높은 달성 될 수있다.
    7. 은 "잡아"버튼을 클릭하여 카메라로 이미지를 촬영 시작합니다. 이미지가 2 차원 검출기의 전체 영역을 덮도록 수동으로 카메라의 위치를 ​​조정한다. 카메라를 고정 볼트로 장착.
    8. 밝은 이온 스폿 사이즈가 최소가되도록 실시간 촬영 화상을 모니터함으로써, 카메라 렌즈의 초점 링을 조정한다.

4. 측정

참고 : 나 여기서 사용 asurement 방법은보고 된 절차 (14), (27), 본 촬상 설정의 조합이다. 이 단계를 통해, 높은 전압 전자 등 모든 상업적으로 이용 가능한 부품 및 장비는 제조업체의 지시 나 사용자 매뉴얼에 따라 설치 및 사용됩니다.

  1. 이온 촬상에 대한 설정 신호를 찾기 및 최적화
    1. 빔 댐퍼와 광학계의 펌프 펄스를 차단.
    2. 제 1 및 이온 광학계의 상기 제 2 전극의 중간에서, 분자 빔 프로브 레이저 펄스를 집중 평 볼록 렌즈 (F = 120mm)를 설치한다.
    3. 본 기체 조건에서 14 최대 신호 강도를 제공하는 N 2 + 이온의 예상 도착 시간 (디지털 딜레이 생성기 출력) 고전압 스위치 시간을 설정하고,S = "외부 참조"> 27.
      참고 : 도착 시간 28 대상 이온의 질량 대 전하의 비율과 함께, 이온 광학계 바이어스 행의 거리는 추정 될 수있다. 그렇지 않으면, 시간 스캐닝하는 것은 신호를 검출하기위한 다른 해결책이다.
    4. 이온 화상 모니터링되는 동안, XYZ 스테이지와 가스 펄스 시간 (디지털 딜레이 생성기 출력)와 렌즈의 위치를 ​​조정하고, 최대 신호 (밝고 큰 이미지)를 취득.
    5. 쿨롱의 고전압 스위치의 시간 변화는 N 2+ 채널 (14) (27)를 분해.
      주 : N 2+의 질량 대 전하 비는 N + 2의 4 배 작기 때문에, N 2+의 도착 시간은 N + 2의 경우보다 약 2 배 빠르다.
    6. ~ 20 FPS 카메라의 프레임 레이트를 감소시키고 (50), MS에 대한 노출 시간을 증가시킨다.
      참고 :은이설정은 카메라 이미지 (12) 가스 펄스 부하에 대한 신호를 포함한다. 이 몇 가지 이온의 중첩에 이르게하지만, 우리가 쉽게 평가하고 이온 분포의 대략적인 형태를 인식 할 수 있습니다.
    7. 관찰 된 이온 분포가 왜곡 타원이되도록 이온 광학 바이어스를 조정한다.
      참고 : 본 장치 (29), (30) 제 1 및 수직 방향 (이온 광학 축)의 신장의 두 번째 전극 사이의 바이어스 결과 차이를 감소시킨다. 세 번째 이상 광학은 형상의 미세 조정에 사용됩니다. 타원의 왜곡 화상으로부터 복원 된 각도 분해능을 저하시킨다.
  2. 펌프 - 프로브 공간 중복 찾기
    1. 빔 댐퍼를 제거 펌프 1 차단을 해제하지만, 펌프 2 차단을 유지합니다.
    2. 분자 빔 펌프 펄스의 빔 허리를 찾기 위해 망원경을 조정합니다.
      주 : 안 차프로브 펄스 최적화 챔버 창 앞의 포커싱 렌즈의 위치 NGE.
      주 :이 방법은 진공 챔버를 입력하기 직전에 대기압 하에서 자유 공간에의 레이저 빔을 반사함으로써 달성 될 수있다. 동일한 입사 렌즈의 초점 거리를 측정하여, 망원경이 최적화 될 수있다.
    3. 조심스럽게 1 (도 2)를 탑재 고해상도 거울은 펌프 빔의 스폿 위치를 조정하고, 인해 펌프 프로브 오버랩 이온 이미지 강화 신호를 찾는. 전에 또는 그 이후 t 600 μm의 전달 지연 스테이지를 이동하여 ~ 4 PS로 설정합니다. 펌프 1 편광 따라 강하게 이방성 이미지를 찾을 수 있습니다.
      참고 : 시간의 중첩이 대략 단계 2.5에 최적화되어 있기 때문에, 단지 공간 중첩는 조율 할 필요가있다. 회전 혹은 일정한 파동 패킷 다이나믹스가 표적 분자에 대해 공지되어 있으면, 다른 선택은 instantaneou 프로브 지연을 설정하는분자 배향 시간이야. 예를 들어, Δ t 펌프 프로브 펄스 사이의 시간차이고, B는 10 Hz에서 11의 회전 상수 Δ의 ~ t / 2 B에서 발생할 수있다. N 2 ~ 8.3 추신. 이러한 시점에서, 펌프 프로브 공간적 중복 펌프 편광 방향의 최대 (본 경우에 수직)과 직교하는 축에서 최소를 나타내는 이온 분포에 이르게. Δ의 t ~ 0에서 얻어진 총 향상에 비해 같은 정렬 서명을 쉽게 찾을 수 있습니다. Δ의 t의 변화에 관해서는, 빛의 속도에 따라, 그주의, 무대의 5 μm의 운동은 ~ 33.356 FS에 해당합니다.
    4. 블록 펌프 1 차단 해제 펌프 (2).
    5. 유지하면서 펌프 2 단계를 반복 4.2.3 (그림 2) 고해상도 거울이 장착 조절하여 펌프 2 펌프 - 프로브 중복 찾기그대로 펌프 (1)의 광로.
      참고 : 정렬이 시간이 정렬 시간으로 설정되어 경사 방향을 따라 관찰되도록 펌프 (2)의 편광가 기울어되어 있는지 확인합니다.
  3. 간단히 단방향 회전 역학을 관찰
    1. 차단 해제 펌프 1. 정렬 시간 펌프 (1) 및 (2) 사이의 시간 지연을 설정 (예, N (2) 케이스 (10) 11 4.0 PS)도 2에 서, 지연 단계 1.
    2. 프로브 지연 (동력 또는 수동 스테이지) 스캔으로 일방향 회전이 카메라 화상으로부터 인식 할 수 있는지를 결정하기 위해 확인한다.
      참고 : 위의 모든 과정이 잘 수행되는 경우, 하나의 프로브 지연 스캐닝되기 때문에 밝은 영역은 원활하게 일 방향으로 회전 된 이미지를 참조 할 수있다. 이러한 동영상을 볼 수없는 경우, 신중 4.1-4.2 단계를 반복한다. 연산의 드리프트 효과광 케이블 (optical) 마운트 때때로 빔 중첩을 저하시킨다.
      주 : 빛의 속도에 따라 스테이지의 5 μm의 운동은 ~ 33.356 FS에 해당합니다. 단지 관찰을 위해, 상술 한 절차는 충분하다. 기록 및 동작의 상세한 분석을 위해, 다음 단계로 간다.
  4. 설치 측정
    1. FPS (250)에 카메라의 프레임 레이트를 증가 및 ~ 4 단말에 대한 노출 시간을 감소시킨다.
      참고 : 하나의 카메라 프레임을 하나의 레이저 샷 / 가스 펄스 로딩 이미지에 해당합니다.
    2. 상기기구를 제어하는 ​​화상을 포착하고 분석 데이터를 가시화 측정 프로그램을 시작한다.
    3. 실행 단추를 클릭하고 펌프 빔을 차단하면서 1,000 이미지를 캡처합니다.
    4. 수치 타원과 합산 화상 맞고 타원율 ε 및 타원의 중심 (X 0, Y, 0)을 얻었다.
      참고 : 때 원시 이미지 하는인해 쿨롱 폭발의 다수의 채널에 하나 이상의 타원 S는 관심의 영역을 제한하고 만 타원 중 하나를 사용한다.
    5. 펌프 빔을 차단하면서 10 만 이미지를 캡처하고 프로브만을 기준으로 얻어진 이미지를 사용합니다.
      주 : 프로브만을 참조 화상의 신호 대 잡음 비율은 각도 분포의 품질에 영향을 미친다. 따라서, 상대적으로 긴 측정 (~ 400들)이 단계에서 수행됩니다.
  5. 단방향 분자 회전의 영화를 촬영
    1. 펌프 빔 차단을 해제합니다.
    2. 음수 프로브 시간을 설정 (t ~ -100 FS, 즉, 펌프 광선 전).
    3. 다음 단계를 포함하는 측정 루프를 시작
      1. 이미지를 캡처합니다. 중도의 질량 각 이온 밝은 지점의 좌표를, 다른 화소 (27)의 질량 중심 좌표의 "0"에서 "1"을 할당하여 이미지를 이진화 찾기
      2. "이미지의 수"10,000 프로그램의 입력 박스를 설정 만 카메라 프레임에 대한 이진화 영상을 합계.
        주 : 포화 효과를 방지 16 비트로 표현하는 화상의 깊이를 설정한다.
      3. 단계 4.4.4에서 결정된 ε 카메라가 극에 (X, Y) 좌표로 변환하면 타원을 사용하여 좌표입니다.
        참고 : 다음과 같이 처리가 완료되어 관심 타원 영역에서, (x, y)가 상대 극 좌표로 변환하는 모든 픽셀 좌표는 다음 식을 이용하여 φ를 :
        식 (1)
        참고 : 서클 타원을 변환 할 때이 단계는 수직 방향의 확대 화상에 상당한다.
      4. 각도 의존성 신호 강도는 원점으로부터의 거리로 플롯되는 극성 플롯 얻어진 화상을 변환한다.
        참고 : Ang1을전자 의존 확률 P (Φ)는 다음의 방정식을 사용하여 계산된다 :

        식 (2)
      5. 프로브 전용 기준의로 나누어, 극 플롯을 정규화.
        주 :이 단계는 상기 프로브 펄스의 완전 원 편광 촬상 검출기의 불균일성 모두를 교정.
      6. ~ 33.356 FS 앞으로 프로브 시간을 이동합니다.
        주 : 프로브 시간 33.356-FS 시프트는 선형 모터 스테이지의 5㎛의 움직임에 대응한다.
    4. 적어도 하나의 회전 부흥 기간, 1/2 B (~ N이 8.3 PS) 때까지 루프를 계속 펌프 2 시간 이후에 전달됩니다.

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Representative Results

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도 4a는 하나의 프로브 레이저 총에 걸리는 N 2 + 프로브 조사 (쿨롱 폭발)에 배출 이온의 프로브 전용 원시 이미지를 보여줍니다. 각 밝은 장소는 하나의 이온에 해당합니다. 도 4b는 10,000 치화 원 카메라 화상의 가산 영상을 나타낸다. 이러한 이미지는 우리의 촬상 설치 편광면 내의 모든 방향 각의 분자를 모니터링 할 수 있음을 보여준다. 4c는도 4b의 정규화에 상응하는 극성 플롯을 나타낸다. 회전 제어 (펌프) 펄스가 존재했기 때문에, 분포 (그림 4C는 원을 보여줍니다) 등방성이다.

도 4b에는 검출기 불균일성으로 인해 작은 결함은 타원의 아래쪽에서 볼 수있다. 이러한 결함은 항상 화상의 같은 위치에 나타난다. 따라서, c를는 프로브 전용 이미지 (단계 4.5.3.7)으로 관찰 된 이미지를 정규화에 의해 보상 될 수있다.

두 펌프 펄스의 조사 후 촬영 스냅 샷을 선택 5는 그림. 도록하면,뿐만 아니라 이온 관찰 이미지를 이해를 향상시킬뿐만 아니라, 해당 극성 플롯과 "덤벨"모델 이미지 프로브 시간의 함수로서 도시되어있다. 극성 플롯 단계 4.5.3.5에서 생성됩니다. 덤벨 포토 다양한 지향 각 아령 중첩 화상이며, 가중치 (불투명도) 관찰 각도 확률이다. 일련의 이미지는 방향성 분자 회전 분명 동영상을 형성한다. 동작의 파형 특성은 "X"자 모양의 형성을 포함하는 복잡한 구조 노드 및 분산액으로 볼 수있다.

도 6은 손상 슬릿 AP로 촬영 이온 이미지를 도시덴트와 슬릿 가장자리 hotograph. 작은 결함은 크게 관찰 된 이미지에 영향을 미친다. 이러한 경우에, 반복되는 단계 150이 요구된다. 이 사실은 토론 섹션에서 설명합니다.

도 7은 최적의 펌프 프로브 중첩 상태에서 원 카메라 화상을 나타낸다. 이러한 빔 중복 신호를 모니터링하여 상기 광 경로가 최적화 될 수있다. 이것은도 5에서와 같이 투명한 영화 이끈다.

그림 1
그림 1 :, 비현실적 전형적인, 새로운 구성의 카메라 앵글의 개념적 그림. 전형적인 카메라 각도에서, 검출기는 레이저 노출을 방지하기 위해 설치되지만, 이온의 토출 각은 2 차원 투영 화상으로부터 재구성 될 수 없다. 본, 새로운 카메라 각도, 회전 비행기 (레이저 polarizat이온 평면)는 검출기 표면에 평행하고, 따라서 회전 운동을 시각화하기에 적합하다. 일반적인 바이어스 전압 2,500 V, 1,799 V, 1,846 V, 253 V, 0 V, 3,500 V, -800 V 및 이온 광학계 1, 2, 3, 4 4,500 V, 5, 펄스 펠러, 마이크로 플레이트이다 각각 상기 형광면. 이온 광학 번호는 하부 전극에서 시작한다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2
도 2 : 2 차원 촬상 장치의 개략도이다. (A) 상기 검출기 조립체의 개략도. 오렌지 색 동그라미 플레이트는 다른 부분이 볼트로 장착되는베이스 플레이트이다. (B) 슬릿 어셈블리의 개략도. 오른쪽 사진슬릿의 동작을 설명한다. 크기 값 mm에있다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3
그림 3 : 본 펌프 - 프로브 광 설치의 개략도. 프로브 (촬상)의 펄스가 청색 라인에 의해 표시되는 동안 회전 여진 용 펌프 펄스의 광로는 적색 선으로 도시되어있다. NLC, 두 번째 고조파 생성을위한 비선형 결정; HWP 반 파장 판; QWP, 쿼터 파장 판; DM, 다이크로 익 미러; BS 50:50 빔 스플리터; HRM : 고해상도 미러 마운트. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

ithin 페이지 = "1"> 그림 4
그림 4 : 원시 및 쿨롱 이온 이미지를 분해 분석했다. (A) N의 전형적인 원시 이미지 2+ 하나의 프로브 촬영을 위해 촬영. (B) 10,000 진화 카메라 이미지를 짓게되는 이미지입니다. 카메라 영상의 크기는 1200 X 750 픽셀이다. 대응하는 실 공간의 크기는 80mm × 50 mm이다. (C) 합산 된 이미지로 구성 정규화 된 극 줄거리. 원료 합산 이미지에서 거짓 색 신호 강도를 표시 하였다. 도에 극성 각도는 원주를 따라 표시됩니다. 반경 값은 각도에 의존하는 확률 (임의의 단위)입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

4917fig5.jpg "/>
그림 5 : 레이저에 의한 회전 웨이브 패킷 역학의 선정 된 스냅 샷. 각각의 시간 지연에서, 상부 패널은 타원 형상이 원형으로 변환되어있는 이온의 이미지를 나타낸다. 중간 패널은 해당 극성 플롯을 보여줍니다. 하단 패널은 각도 분포의 아령 모델을 보여줍니다. 이 아령 사진은 다양한 방향 각도에서 아령의 중첩 된 이미지이며, 자신의 무게 (투명도)는 관찰 각도 확률이다. 극성 플롯은도 4에서와 동일한 장치 및 스케일을 사용한다. 이온 화상 단계 4.5.3.4 에서처럼 좌표 변환을 사용한다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 6
그림 6 :실험 이온 이미지 슬릿 결함의 영향. 손상된 슬릿으로 촬영 (A) 관측 프로브 전용 N 2+ 이온 이미지입니다. 서브 mm의 함몰을 갖는 슬릿의 가장자리 (B)의 사진. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 7
그림 7 : 최적화 된 펌프 - 프로브 중첩 상태에서 원시 카메라 이미지. 프로브 시간은 4.0 PS 제 1 펌프 펄스 조사 후에 = t로 설정된다. 이때, 분자 배향의 최대치가 달성된다. 카메라 영상의 크기는 1200 X 750 픽셀이다. 대응하는 실 공간의 크기는 80mm × 50 mm이다. 클릭하세요여기이 그림의 더 큰 버전을 볼 수 있습니다.

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Discussion

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본 절차는 슬릿 기반의 2 차원 영상으로 설정 분자 회전 실시간 동영상을 캡처 우릴 수있다. 관찰 된 이온은 슬릿을 통과하기 때문에, 단계 1.5 중요한 단계 중 하나입니다. 슬릿 블레이드의 가장자리가 선명해야합니다. 작은 결함이있는 경우, 이러한 슬릿 0.3 mm의 함몰 등의 스크래치 이온 이미지 (도 6)이 관찰된다. 이러한 경우에, 슬릿 블레이드는 000 그릿 습식 사포로 연마되어야한다.

외에,도 1에 도시 된 고유의 카메라 각도에서,이 방법은 이전에 회전 파동 패킷 촬상 유일한 해결책이었다 차원 화상 검출기에 비해 여러 가지 장점을 갖는다.

먼저, 본 방법에서는, 광 빔 정렬은 단계 4.1-4.2 같이 이온 원 영상을 모니터링함으로써 용이하게 행할 수있다. 도 7은 최적의 펌프 프로브 중첩 상태에서 원 카메라 화상을 나타낸다. 때 페이지UMP 프로브 빔 오버랩 손실 이방성 또는 향상된 이미지 서명은도 4a에서와 같이 볼 수있다. 이러한 사실은 본 발명의 방법의 단계 4.1-4.2의 중요성을 강조한다. 펌프와 프로브 빔의 스폿 크기가 10μm 정도이기 때문에, 이는 실시간 영상을 감시하지 않고 최적 오버랩 조건을 찾기 위해, 일반적으로 어렵다. 카운트 속도는 거의 일정 제한되어 있기 때문에 3 차원 화상 검출기의 경우, 몇 초, 1,000 Hz의 이하의 반복 레이트 레이저를 채용 충분한 데이터 포인트 (적어도 1000 이온)으로 화상을 형성하는 데 필요한 3 차원 검출기에서 촬영 레이저 당. 본 방법에서, 다른 한편으로는, 카운트 속도는 본질적으로 무한이고, 프레임 당 이온의 수는 노출 시간을 연장하는 것만으로 증가 될 수있다. 본 경우, 1,000 개 이상의 이온은 50 밀리 노출 시간 내에 감지됩니다.

본 방법의 높은 카운트 속도는 리드 짧은 데이터 획득 시간이다. 카메라의 프레임 비율이 250 fps로이기 때문에, 특정 시간에 하나의 분자 운동의 스냅 샷을 취할 만 ~ 40의 걸린다. ~ 33 FS 단계와 하나의 분자 회전 회복 시간 동안 측정 (~ 8.4 PS)의 경우, 측정 시간은 몇 시간이다. 실험 데이터는 레이저의 제한 장기 안정성 및 전체 실험 장치에 의해 분해 될 수 있기 때문에, 다른 이점이다. 우리의 설정에서, 예를 들면, 시간 지속 기간은 부분적으로 기인 FS 증폭기에서의 온도 변화에 시간에 따라 변경한다. 6 시간 이내, 3-K 변화는 펄스 지속 시간 (31)의 신장에 이르는 펄스 압축기 격자 간 거리의 신장을 포함한 증폭기의 열팽창 결과. 이 드리프트의 기원이 확인되지 않았지만 펌프에 의한 역학의 신호를 저하 레이저 빔 드리프트는, 또한, ~ 8 시간 이내에 검출되었다.

t는 "> 본 기술은 3 차원의 정보를 제한하는, 2 차원 이미징의 한 유형이다. 쿨롱 폭발의 경우에는 검출면에 토출 이온의 조각 이미지에 기여한다. 이는 적용하기 어려운 것을 의미 직접적 합치 영상에 포함 된 것과 같은 복잡한 분할 공정에 본 발명의 방법은 33, 32, 25 일 연구. 우리는 우리의 방법으로 신호 강도의 합이 검출면의 확률에 비례 참고. 이것은 간접적 인 정보를 나타내는 치수는 결상면 (11) (12)에 포함되지 않음.

우리는이 논문에서 쿨롱 폭발 영상에 집중하는 동안, 본 방법은 원칙적으로 같은 광분해에 참여하는 14 연구로, 일반 충전 된 입자 영상에 적용 할 수 있습니다. 에서하전 입자의 3D 뉴턴 구의 차원 단층 화상을 얻기 위해, 촬영 과정을 기존의 편광 검출기 표면과 평행해야한다. 즉, 카메라 각도는 특정 조건으로 제한된다. 또한, 본 2D 영상 법에서는, 3D 이온 구름 공간적 차원 잘라 슬라이스 한 후 이미징된다. 이 슬라이스 이미징 카메라 각도의 자유 때때로 레이저 전파 방향 26, 34에 나타나는 종래-관측 정보를 획득하는 방법을 열 것이다.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
CMOS camera Toshiba TELI BU-238M-ES equipped with SONY IMX174 sensor
High voltage switch Behlke HTS-41-03-GSM
High voltage switch Behlke HTS-80-03
Digital delay generator Stanford research systems DG535
Digital delay generator Stanford research systems DG645
Microchannel plate Photonis 3075
Pulsed valve LAMID LTD Even-Lavie valve  High repetition, room temperature model
Molecular beam skimmers Institute for Molecular Science 13C11 3 and 1.5 mm center hole, 25 degrees full inner angle, and ~50 mm length
Optical Comparator Nikon V-24B
DPSS laser Lighthouse Photonics Sprout
Femtosecond Ti:Sapphire oscillator KMLabs Halcyon
Femtosecond Ti:Sapphire amplifier Quantronix Odin-II HE
Motorized linear stage Sigma Koki KST(GS)-100X
Manual X-stage Sigma Koki TSD-601S
High resolution mirror mount Newport Suprema SX100-F2KN-254
High resolution mirror mount LIOP-TEC GmbH SR100-100R-2-HS
Polarization checker Paradigm Devices, Inc. O-tool VIS
Instrument communication interface National Instruments NI-MAX
Graphical development environment for measurement programs National Instruments LabVIEW 2014
Laser line dielectric mirror CVI/LEO TLM2-400/800-45UNP
Laser line dielectric mirror Altechna Low GDD Ultrafast mirror
Laser line dielectric mirror Altechna Low GDD Ultrafast mirror
Femtosecond polarizer Advanced Thin Films PBS-GVD

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References

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Mizuse, K., Fujimoto, R., Mizutani, N., Ohshima, Y. Direct Imaging of Laser-driven Ultrafast Molecular Rotation. J. Vis. Exp. (120), e54917, doi:10.3791/54917 (2017).More

Mizuse, K., Fujimoto, R., Mizutani, N., Ohshima, Y. Direct Imaging of Laser-driven Ultrafast Molecular Rotation. J. Vis. Exp. (120), e54917, doi:10.3791/54917 (2017).

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